大学物理力学3省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

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力学选讲（第三讲）主讲教师:王建星课下练习：P742-8、2-9预习：§2.4怎样面对课堂上听不懂？能够听不懂，但不能没听说过！1/11能够描述物体在微小过程状态改变与所受外力间关系。一、牛顿第二定律任一时刻物体动量改变率总是等于物体所受合外力(2-2)说明1)牛顿第二定律是一个瞬时关系式(

时刻对应)；2)牛顿第二定律是一个微分定律。

3)依据

详细形式和初始条件进行积分，例：a)97.3.9日全食同时出现海尔-勃普彗星,周期:2400Y。b)海王星发觉:1846Y勒威耶。c)航天飞机发射与回收,都用到了经典物理知识。牛顿1687年发表形式可得到任何运动详细规律。仅在物体质量不变、速度较低情况成立，对变质量、高速运动情况均不成立。2/11例：有一个质量为m、半径为r球体，由水面静止释放沉入水底，试求球体下沉速度与时间函数关系。设球体竖直下沉，其路径为一直线；受阻力为Fr=6rv。

为水粘滞系数。解：受力如图。取向下为正

0yG

F浮

6rv=maF0b

dvm

—=F0

bv

dt①速度最大时，F0

bvmax=0

F0vmax=——

b极限速度由①dvb—=—(vmax

v)dtm

dvb———=

—

dtvmax

vm

②运动方程？

dyv=—

dtdy=vdt(互动题)自由落体：F=mg，t=0时，y=0，v0=0求自由落体公式

0y3/11二、惯性系和非惯性系1.两个例子车厢结论：牛顿定律并非在全部参考系都成立。4/112.惯性系和非惯性系惯性系：使牛顿定律成立参考系。非惯性系：不能使牛顿定律成立参考系。理论和试验证实：a

0地球日地球a自=3.4×10

2m/s2a公=5.9×10

3m/s2太阳a太=3×10

10m/s2当前最好实用惯性系——FK4系对普通常见运动，地球能够近似作为惯性系相对惯性系作匀速直线运动一切参考系都是惯性系。相对惯性系作变速运动参考系都是非惯性系。5/110t1

t2tF三、动量守恒定律1．动量定理——牛二律积分形式之一(1)冲量：描述力时间累积作用效果物理量。质点受恒力：质点受变力：0t1

t2tFdt元冲量总冲量(2)动量定理由

或(2-12)含意:在给定时间间隔内,外力作用在质点上冲量,等于物体在此时间内动量增量。6/11例2：某物体受一变力F作用，它随时间改变关系以下：在0.1s内，F均匀地由0增加到20N；又在以后0.2s内，F保持不变；再经0.1s，F又从20N均匀地降低到0。(1)画出F-t图；(2)求这段时间内力冲量及力平均值；(3)假如物体质量为3kg，开始速度为1m/s，与力方向一致，问在力刚变为0时，物体速度为多大？解：(1)00.10.30.4t(s)20F(N)(2)=……=6N·s另解：I=“SF-t”=(0.2+0.4)20/2=6N·s平均力：一样时间、产生一样冲量等“效”力=15N(3)

=……=3m/s冲量：7/11(fdmg)

dt=0(dmv)例3：质量为m匀质链条，全长为L，手持其上端，使其下端离地面高度为h。然后放手让它自由下落到地上。求链条落到地上长度为l时，地面所受作用力大小。解：链条对地面作用力：已落下部分对地面静压力即将落下微元dm对地面冲击力

f

微元以上部分对地面无压力以微元dm为研究对象取向上为正Oyyy=l+h地面受力大小hldl8/112、动量守恒定律

m1

m2

m3

mn对质点1对质点2

=0(2-18)或含意:——质点系动量定理作用于系统合外力冲量,等于系统动量增量。9/112、动量守恒定律(3-4a)或含意:作用于系统合外力冲量,等于系统动量增量。

m1

m2

m3

mn——质点系动量定理分量式＝0=0=0=0当系统所受合外力为0时，系统总动量增量为0。即：系统总动量保持不变。(2-19)10/112、动量守恒定律

m1

m2

m3

mn当系统所受合外力为0时，系统总动量增量为0。即：系统总动量保持不变。=0=0=0说明：1）当系统所受合外力<<系统内力时，可略去外力，如时间很短碰撞、爆炸

2）由分量式知